改良型A2/O工藝在城市污水處理廠中的應(yīng)用分析

朱家全　王張毅　戴文昱　高寅杰

摘 要：城市污水處理廠采用A2/O工藝時存在如下問題：混合液回流比大小會影響脫氮效果，回流污泥中夾帶DO和硝酸鹽破壞厭氧環(huán)境而干擾厭氧池的釋磷效果；同一污泥系統(tǒng)中存在著硝化菌、反硝化菌和聚磷菌，在污泥齡、有機負荷及碳源需求上存在競爭，難以保證氮磷的同時高效去除。基于此背景，本文將針對傳統(tǒng)A2/O工藝的缺陷，探討改良型A2/O工藝在城市污水處理廠中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：改良型A2/O工藝；同步硝化反硝化；反硝化除磷

中圖分類號：X5.6 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）08-0001-01

1 城市污水處理廠改良型A2O工藝的流程及改進點

改良型A2O工藝的流程為：預(yù)缺氧--厭氧--低氧--缺氧--好氧--沉淀出水，原污水一部分進入預(yù)缺氧池去除回流污泥中的硝態(tài)氮，避免其對后續(xù)厭氧釋磷產(chǎn)生影響；原污水另一部分和預(yù)缺氧池出水進入?yún)捬醭匕l(fā)生厭氧釋磷，厭氧池出水進入低氧池發(fā)生同步硝化反硝化作用，足夠的硝態(tài)氮被積累且部分氮素被去除后，再進入缺氧池發(fā)生缺氧反硝化除磷作用，最后進入好氧池進一步吸磷并穩(wěn)定出水水質(zhì)。

改良型A2O工藝的改進點在于：在厭氧池前增設(shè)預(yù)缺氧池，沉淀物污泥回流到預(yù)缺氧中以去除硝態(tài)氮，此舉可以避免硝態(tài)氮在厭氧池中影響厭氧釋磷效果；低氧曝氣段分為三格，其中溶解氧濃度較低的前兩格有助于同步硝化反硝化脫氮的實現(xiàn)，溶解氧濃度較高的第三格有助于足夠硝態(tài)氮的積累。

2 城市污水處理廠改良型A2O工藝的影響因素及控制策略

2.1 城市污水處理廠改良型A2O工藝的影響因素

第一，進水量分配比的影響。改良型A2/O工藝脫氮除磷效果受到進水量分配比的較大影響，進水量分配比過大則意味著預(yù)缺氧池中流入了過多的污水，這將影響后續(xù)厭氧池碳源的積累，從而導(dǎo)致厭氧池中釋磷不完全；進水量分配比過小則影響著預(yù)缺氧池中碳源的積累，反硝化不完全而導(dǎo)致厭氧段釋磷所需水力停留時間的延長，從而造成系統(tǒng)厭氧除磷效果的降低。

第二，低氧段DO濃度的影響。具體說來：①如果低氧段DO濃度較低，大部分氨氮在低氧段得不到有效降解，出水硝態(tài)氮濃度較低。而在低氧段未被有效降解的氨氮將在好氧池進行硝化，這會造成好氧池出水硝態(tài)氮濃度的增加，較多的硝態(tài)氮進入預(yù)缺氧池會增加預(yù)缺氧池的負擔，影響厭氧釋磷效果。此外，低氧段DO濃度較低時，活性污泥混合液逐漸發(fā)黑，出水水質(zhì)變差；②如果低氧段DO濃度過高，過多的氨氮在低氧段被降解，較大的曝氣量會造成活性污泥絮體內(nèi)部缺氧區(qū)的破壞，反硝化所需缺氧環(huán)境被破壞會導(dǎo)致反硝化過程的抑制，從而使得反應(yīng)器內(nèi)堆積大量的硝態(tài)氮。此外，好氧聚磷菌會利用低氧段充足的DO來去除磷，這會使缺氧池失去原本的設(shè)計功能。

第三，厭氧池HRT的影響。厭氧池HRT過短或過長都不利于系統(tǒng)實現(xiàn)穩(wěn)定除磷，具體說來：①厭氧池HRT過短，可能導(dǎo)致釋磷不完全；②厭氧池HRT過長，由于厭氧條件下發(fā)酵過程的存在，聚磷菌體內(nèi)的聚羥基脂肪酸值含量會隨著厭氧池HRT的增大而降低，且厭氧污泥糖原含量隨之增多，這會影響聚磷菌后續(xù)的代謝活動。此外，時間太長會使厭氧池內(nèi)可供給聚磷菌利用的低分子有機物被消耗殆盡，聚磷菌處于內(nèi)源呼吸期而發(fā)生無效釋磷。

第四，缺氧池HRT的影響。缺氧池在本系統(tǒng)中的設(shè)計功能主要是反硝化聚磷，在缺氧狀態(tài)下完成同步的脫氮除憐。缺氧池HRT過大或過小都不利于系統(tǒng)脫氮除磷，缺氧池HRT過大可能會促使微生物進入內(nèi)源呼吸狀態(tài)，發(fā)生內(nèi)源反硝化或二次釋磷現(xiàn)象；缺氧池HRT過小，可能會導(dǎo)致反硝化聚磷過程不完全。

2.2 進水水質(zhì)變化時改良型A2O工藝的控制策略

首先，進水TN濃度變化的控制策略。當進水TN濃度減小時，在不改變工藝參數(shù)的情況下系統(tǒng)出水水質(zhì)便能達標，為節(jié)約能耗可減小曝氣量；當進水濃度増大時，可減小低氧段的DO值，同時増大各池體積，如果上述調(diào)整仍不能使出水水質(zhì)達標，則在此基礎(chǔ)上外部投加碳源，同時減小厭氧池體積。

其次，進水TP濃度變化的控制策略。當進水TP濃度減小較多時，可増大低氧2的DO值，同時減小排泥量；當進水TP濃度增大較多時，可増大低氧2的DO值，增大厭氧段體積，同時増加排泥量。

再次，進水C/N變化的控制策略。在厭氧池，需要足夠的碳源作為電子供體發(fā)生厭氧釋磷；在缺氧池，碳源要盡可能少或者不存在，因為反硝化菌會優(yōu)先利用碳源從而阻礙反硝化聚磷作用。因此控制好進水C/N值，是保證系統(tǒng)脫氮除磷效率的關(guān)鍵。當進水C/N減小時，可減小低氧3和好氧的DO值，若進水C/N減小的幅度較大則考慮外部投加碳源；當進水C/N増大時，可増大各池體積使各段HRT増大，同時増加低氧2和好氧的DO值，若進水C/N増大的幅度較大則考慮出水回流。

3 結(jié)語

本文針對我國城市污水生物脫氮除磷過程中存在的碳源不足、曝氣能耗高等問題，在傳統(tǒng)A2/O工藝的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了“預(yù)缺氧/厭氧/低氧/缺氧/好氧”的改良型A2/O工藝，探究了改良型A2/O工藝的脫氮除磷效果和影響因素，并在此基礎(chǔ)上研究其實時控制策略。

參考文獻

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